【正文】 TSS 引出了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)的概念 – 作業(yè)換入換出到磁盤 ? 虛擬內(nèi)存 – 文件系統(tǒng) – 磁盤管理 – CPU 調(diào)度 – 作業(yè)同步和通信 – 死鎖避免，檢測和恢復(fù) ? 分時思想早在 1960年就得到驗證 , 但直到 70年代初才比較常見 ? 多道程序設(shè)計和分時是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的主題 30 分時系統(tǒng)與多道批處理系統(tǒng)相比 ， 具有完全不同的特征 ， 由上所述可以歸納成以下幾點： ? （ 1） 多路性：允許在一臺主機(jī)上同時聯(lián)接多臺聯(lián)機(jī)終端 ， 系統(tǒng)按分時原則為每個用戶服務(wù) 。 ? （ 3） 及時性：用戶的請求能在很短時間內(nèi)獲得響應(yīng) 。 31 影響響應(yīng)時間的因素 ? 終端數(shù)目多少 ? 調(diào)度算法 （ 時間片的選取 ） ? 信息交換量和信息交換速度 ? 機(jī)器處理能力 ? 請求服務(wù)的時間長短及服務(wù)請求的分布 32 桌面系統(tǒng) ?個人計算機(jī) – 為單個用戶設(shè)計 ?I/O 設(shè)備 – 鍵盤 , 鼠標(biāo) , 顯示器 , 打印機(jī) ?典型系統(tǒng) – Microsoft/IBM DOS (, , , , , , ) – Microsoft Windows (, , 95, 98, 2022pro, XP) – Apple Macintosh, Mach, MacOS X – IBM OS/2 (, Warp) – Linux 33 Windows XP、 Unix、 MacOS、 Linux 34 桌面系統(tǒng) ?設(shè)計目標(biāo) : 用戶方便性和響應(yīng)速度 – 成本低廉，每人都可獨(dú)占一臺計算機(jī) ?能很快采用為大型操作系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù) ?文件保護(hù) – 多道程序 – 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 ?可以運(yùn)行不同類型的操作系統(tǒng) (Windows, MacOS, UNIX, Linux) 35 多處理器系統(tǒng) ?多處理器系統(tǒng) (并行系統(tǒng) ) 有多個緊密通信的處理器 ?緊耦合系統(tǒng) – 處理器共享總線、時鐘，有時還有內(nèi)存和外設(shè) ?并行系統(tǒng)優(yōu)點 : – 增加計算量 ?加速比小于 N – 規(guī)模經(jīng)濟(jì) – 增加可靠性 ?功能退化 , 容錯系統(tǒng) 36 兩種多處理模式 ? 對稱多處理 (SMP) – 每個處理器都運(yùn)行同一個操作系統(tǒng)的拷貝 – 多個處理器可同時運(yùn)行，并在性能上不會有多大損失 – 大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)支持 SMP ? Windows NT, Solaris, Digital UNIX, OS/2, Linux ? 非對稱多處理 – 每個處理器都有各自特定的任務(wù) – 主處理器為從處理器調(diào)度和安排工作 – 更多用于超大型系統(tǒng) 37 對稱多處理體系結(jié)構(gòu) 38 分布式系統(tǒng) ? 共享計算任務(wù) – 通過網(wǎng)絡(luò)提供功能 ? 松耦合系統(tǒng) – 每個處理器有各自的本地內(nèi)存 – 通過各種通信線路，如高速總線或電話線來通信 ? 分布式系統(tǒng)優(yōu)點 – 資源共享 – 計算速度提高 – 可靠性 – 通信 39 分布式系統(tǒng) ?需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)施 ?規(guī)模與類型 – 局域網(wǎng) (LAN) – 廣域網(wǎng) (WAN) – 城域網(wǎng) (MAN) – 小域網(wǎng) ?藍(lán)牙技術(shù) ?可分為客戶機(jī)－服務(wù)器系統(tǒng)，對等系統(tǒng) 40 客戶機(jī)－服務(wù)器系統(tǒng) ? 客戶機(jī)系統(tǒng) – 個人計算機(jī)取代與中心系統(tǒng)相連的終端 ? 服務(wù)器系統(tǒng) – 計算服務(wù)器系統(tǒng) – 文件服務(wù)器系統(tǒng) 41 集群系統(tǒng) ?定義 : 由兩個或多個獨(dú)立的系統(tǒng)耦合起來，共享存儲并通過 LAN網(wǎng)絡(luò)緊密鏈接 ?高可用性 ?非對稱集群 : 一臺機(jī)器處于熱備份模式，而另一臺運(yùn)行應(yīng)用程序 ?對稱集群 : 多個主機(jī)都運(yùn)行應(yīng)用程序 42 集群系統(tǒng) ?韓國 Seoul 國立大學(xué)（ SNU） 在該校部署的基于 Linux 的集群超級計算機(jī)系統(tǒng) 43 實時系統(tǒng) ?通常用于控制特定應(yīng)用的設(shè)備。 ? 程序的并發(fā)執(zhí)行 ， 有效地改善了系統(tǒng)資源的利用率和提高了系統(tǒng)的吞吐量 ， 但它使系統(tǒng)復(fù)雜化 ， 操作系統(tǒng)必須具有控制和管理各種并發(fā)活動的能力 。 ? 并發(fā)和共享 是操作系統(tǒng)兩個最基本的特征 ， 這兩者之間又是互為存在條件的 。 ? 若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效的管理 ， 也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行 ， 甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行 。 物理實體 (前者 )是實的 ， 而后者是虛的 ， 相應(yīng)地 ， 用于實現(xiàn)虛擬的技術(shù) ， 稱為虛擬技術(shù) 。 52 異步性 (Asynchronism) ? 在多道程序環(huán)境下，允許多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行， 但由于競爭資源等因素的限制，使進(jìn)程的執(zhí)行不是 “ 一氣呵成，而是以 “ 走走停?！钡姆绞竭\(yùn)行。 進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，此即進(jìn)程的異步性。 對處理機(jī)管理 ， 可歸結(jié)為對進(jìn)程的管理 。 當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完成時 ， 立即撤消該進(jìn)程 ，以便及時釋放其所占有的資源 。 ? 進(jìn)程同步：所謂進(jìn)程同步是指系統(tǒng)對并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào) 。 60 進(jìn)程管理的主要功能 ? 此外 ， 對于彼此相互合作 、 去完成共同任務(wù)的諸進(jìn)程 ， 則應(yīng)由系統(tǒng)對它們的運(yùn)行速度加以協(xié)調(diào) 。 ? 進(jìn)程調(diào)度：當(dāng)一個正在執(zhí)行的進(jìn)程已經(jīng)完成 ， 或因某事件而無法繼續(xù)執(zhí)行時 ， 系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度 ， 重新分配處理機(jī) 。 61 存儲器管理的主要任務(wù) : ? 為多道程序的并發(fā)運(yùn)行提供良好環(huán)境； ? 便于用戶使用存儲器； ? 提高存儲器的利用率； ? 為盡量多的用戶提供足夠大的存儲空間 。 ? 內(nèi)存保護(hù)： 為保證各道程序都能在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行而互不干擾 ， 要求每道程序在執(zhí)行時能隨時檢查對內(nèi)存的所有訪問是否合法 。 63 存儲器管理的功能 ? 地址映射： 在多道程序的系統(tǒng)中 ， 操作系統(tǒng)必須提供把程序地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間對應(yīng)的物理地址的功能 。 ? 內(nèi)存擴(kuò)充： 由于物理內(nèi)存的大小可能限制了大型作業(yè)或多個作業(yè)的并發(fā)執(zhí)行 ， 為了滿足用戶的要求并改善系統(tǒng)性能 ， 必須對內(nèi)存加以擴(kuò)充 。 64 1)設(shè)備管理的主要任務(wù) : ?為用戶程序分配 I/O設(shè)備； ?完成用戶程序請求的 I/O操作； ?提高 CPU和 I/O設(shè)備的利用率； ?改善人機(jī)界面 。 ? 設(shè)備分配： 系統(tǒng)根據(jù)用戶所請求的設(shè)備類型和所采用的分配算法對設(shè)備進(jìn)行分配 ，并將未獲得所需設(shè)備的進(jìn)程放進(jìn)相應(yīng)設(shè)備的等待隊列 。 ? 虛擬設(shè)備功能： 通常 ， 把一次僅允許一個進(jìn)程使用的設(shè)備稱為獨(dú)占設(shè)備 。 可使每個用戶都感覺到自己在獨(dú)占該設(shè)備 。 2） 作業(yè)調(diào)度： 作業(yè)調(diào)度是指根